ondas estacionarias

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA E MATEMÁTICA

RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II
ONDAS ESTACIONÁRIAS EM UMA CORDA

Alunos: Romário Dantas Ribeiro Cruz
Víctor Mendes de Oliveira

Professora: Lenina Valenzuela

BELO HORIZONTE
14/05/2014
OBJETIVOS Produzir ondas estacionárias em uma corda e verificar a relação entre as características desses meios e a freqüência e o comprimento de onda dessas ondas.

INTRODUÇÃO
Primeiramente, sabe-se como encontrar o valor da frequência referente ao 1º harmônico, 2º harmônico, etc., através da fórmula:

E a velocidade também é conhecida:

Onde v = velocidade, T = tensão que o sistema é submetido, e  = densidade linear do material, que no caso é o barbante.
Além disso, sabemos que a densidade linear do material é dada por:

Analisando as forças atuantes no corpo que está preso pelo barbante, é fácil perceber que há um equilíbrio de tais forças tal que a fora gravitacional atuante nesse corpo é igual à tensão que atua sobre ele, portanto:

Sendo assim, tem-se que a velocidade de propagação da onda é:

Com a fórmula obtida para a velocidade, é fato que a frequência pode ser dada por:

Com o valor obtido para a densidade linear através da definição dessa propriedade, é possível obter os valores das frequências dos harmônicos correspondentes às ondas estacionárias que ocorreram no experimento. Um fator interessante e que facilita bastante os cálculos para o estudo da prática é que as frequências de ressonância, correspondente aos harmônicos são múltiplas, ou seja:

E assim por diante.
Com isso, basta obter o valor da frequência no primeiro harmônico que as outras serão facilmente encontradas.
PARTE EXPERIMENTAL Para realizarmos o experimento, utilizamos um gerador de áudio, vibrador, fio elástico e uma massa. A figura abaixo representa o esquema desse experimento:

Figura 2: Esquema do experimento descrito